Cho m gam Mg vào 500 ml dung dịch gồm H2SO4 0,4M và Cu(NO3)2. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 1,12 lít (đktc) hỗn hợp khí X gổm N2, H2, dung dịch Y và còn lại 2,0 gam h...

* Hướng dẫn giải

Phương pháp: Do sau phản ứng thu được khí H₂ và hỗn hợp kim loại (Mg dư và Cu) nên dung dịch Y không chứa $N{O}_3^{-}$ và $C{u}^{2+}$

 Y chứa $M{g}^{2+}$  (x mol); $N{H}_4^{+}$  (y mol) và $S{O}_4^{2-}$ (0,2 mol)

Sơ đồ: $m\left(g\right)M{g}^{+}\left\{\begin{array}{l}{H}_{2}S{O}_4:0,2\\ Cu{\left(N{O}_3\right)}_2\end{array}\right.\to X\left\{\begin{array}{l}{N}_2:0,02\\ H_2:0,03\end{array}\right.+2\left(g\right)\left\{\begin{array}{l}Mg\\ Cu\end{array}\right.+dd\text{ Y}\left\{\begin{array}{l}M{g}^{2+}:x\\ N{H}_4^{+}:y\\ S{O}_4^{2-}:0,2\end{array}\right.$

BTNT “N”: $n_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}=n_{Cu}=(n_{N{H}_4^{+}}+2n_{N_2})/2\Rightarrow n_{Cu}$  theo y

Lập hệ 2 phương trình dựa vào các dữ kiện:

BTĐT cho dung dịch Y: $2n_{M{g}^{2+}}+n_{N{H}_4^{+}}=2n_{S{O}_4^{2-}}$

BTe: $2n_{Mg\text{ pu}}=2n_{Cu}+10n_{N_2}+2n_{H_2}+8n_{N{H}_4^{+}}$

Giải hệ thu được x và y

$\Rightarrow n_{Cu}\Rightarrow m_{\text{Mg du}}\Rightarrow m=m_{Mg}$ ban đầu  $=m_{Mg\text{ pu}}+m_{Mg\text{ du}}$

Hướng dẫn giải:

Đặt $n_{N_2}=a và n_{H_2}=b$ (mol)

$n_x=n\text{x}=a+b=1,12:22,4=0,05$ (1)

 $m_x=n\text{x}.M\text{x}\Rightarrow 28\text{a}+2b=0,05.6,2.2$(2)

Giải (1) và (2) được: $a=0,02 và b=0,03$

Do sau phản ứng thu được khí H₂ và hỗn hợp KL (Mg dư và Cu) nên dung dịch Y không chứa $N{O}_3^{-} và C{u}^{2+}$

 Y chứa $M{g}^{2+}$ (x mol); $N{H}_4^{+}$ (y mol) và $S{O}_4^{2-}$  (0,2 mol)

$m\left(g\right)M{g}^{+}\left\{\begin{array}{l}{H}_{2}S{O}_4:0,2\\ Cu{\left(N{O}_3\right)}_2\end{array}\right.\to X\left\{\begin{array}{l}{N}_2:0,02\\ H_2:0,03\end{array}\right.+2\left(g\right)\left\{\begin{array}{l}Mg\\ Cu\end{array}\right.+dd\text{ Y}\left\{\begin{array}{l}M{g}^{2+}:x\\ N{H}_4^{+}:y\\ S{O}_4^{2-}:0,2\end{array}\right.$BTNT “N”: $n_{Cu{\left(N{O}_3\right)}_2}=n_{Cu}=(n_{N{H}_4^{+}}+2n_{N_2})/2=(y+2.0,02)/2=0,5y+0,02\text{ (mol)}$$\Rightarrow n_{Cu}=0,5y+0,02$

BTĐT cho dung dịch Y:   $2n_{M{g}^{2+}}+n_{N{H}_4^{+}}=2n_{S{O}_4^{2-}}\Rightarrow 2\text{x}+y=0,2.2$  (3)

BTe: $2n_{Mg\text{ pu}}=2n_{Cu}+10n_{N_2}+2n_{H_2}+8n_{N{H}_4^{+}}\Rightarrow 2\text{x}=2(0,5y+0,02)+10.0,02+2.0,03+8y$  (4)

Giải (3) và (4) thu được $x=0,195 và y=0,01$

$\Rightarrow n_{Cu}=0,5y+0,02=0,025\text{ mol}\Rightarrow {\text{m}}_{Mg\text{ du}}=2-0,025.64=0,4\text{ gam}$$\Rightarrow m=m_{Mg\text{ ban dau}}=m_{\text{Mg pu}}+m_{Mg\text{ du}}=0,195.24+0,4=5,08\text{ gam}$

Chọn đáp án B.